虚拟浮雕教材

前言

自由曲面造型技术经过几十年的发展，理论上及系统的易用性方面日趋成熟，已成为现代制造业的基石。尽管如此，传统的自由曲面造型技术在人物，动植物，工仔模，饰品，手工艺品及雕塑品等的造型方面，虽不能说是无能为力，但至少可以说非常困难。造型手段的缺乏在某种程度上限制了这些行业数字化的进程。北京精雕科技有限公司于2003年推出的虚拟雕塑软件JDVirs 1.0将较好地解决二维半的人物，动植物，工仔模，饰品，手工艺品及雕塑品等的造型问题，为这些传统的手工艺行业带来数字化时代的东风。

去料谓之雕，堆料谓之塑，在电脑三维数字化模型上实施交互式堆去料等操作之过程谓之虚拟雕塑（Vir tual S culpting）。JDVirs以现实雕塑为隐喻，其部分功能源于现实雕塑，但又常常高于现实雕塑。JDVirs吸取了图形/图象/曲面系统的精华,它利用图形/图象/曲面系统的概念及操作方法, 实时动态地创建, 修改, 修饰海量数据的三维几何模型, 非常适合构造尺寸要求不严, 形状复杂,二维半的艺术曲面。使用JDVirs完成的作品，可经上色处理之后存为图象，利用图象输出设备，如喷绘仪等输出，这样得到的图象立体层次感非常强，呼之欲出；或者可使用快速成型设备或CNC雕刻机单件或批量地加工出来，实现手工与自动化机器的完美结合。

JDVirs 1.0作为JDPaint软件产品家族中全新的一员，是JDPaint中艺术浮雕曲面造型功能和技术的一个重大的发展和延伸。JDVirs 1.0的主要功能特色如下：

1.以二维图形, 平面图象或素描手稿为起点, 创建三维模型。

2.在三维环境中高保真的着色模型上，实时动态地创建, 修改, 修饰海量数据的多边形模

型（多边形顶点通常在50万到1000万之间）。

3.多种显示模式（地图方式/灰度方式/图象方式/图形方式）满足造型过程中不同阶段的需

求。地图方式把高度的细微差异以人眼易于识别的颜色形式表现出来。图形方式时可把图象套色于雕塑模型上显示，可用于描图，检查模型与原始图象区域边缘匹配的程度及出效果图。

4.三种操作模式可用于三种不同的场合, 单模型整体操作模式可用于顶点数较少的模型,

单模型局部操作模式可用于顶点数较多的模型或机器速度较慢的场合, 多模型多分辨率操作模式可用于模型一个或多个局部要求比较精细的场合。

5.层概念的引入及层模型的实现方便了模型的构造过程。

6.堆料，去料，擦除，磨光等操作模拟现实雕塑过程，简单直观。

7.颜色模板，限高保低，高度模式，擦除，取消/重做等辅助工具，使得虚拟雕塑在某些方

面高于现实雕塑。

8.灵活的浮雕生成方式（区域浮雕/单线浮雕/颜色浮雕/单线冲压/位图转浮雕/图象浮雕/

融接）为造型过程中堆去大料提供方便。

9.几何曲面的造型方法亦被有机地结合进来（插值/旋转/扫掠/直纹/延伸/融接）。

10.漂移，螺旋，凸透镜/凹透镜及各种纹理效果等常见于高端图象软件的功能，在JDVirs

中得到了很好的应用。

11.可把模型的一部分定义为特征，对特征执行阵列，变换，单/双向变形，保存，重载等操

作。

12.导动工具可控制刷子沿着轨迹运动, 并自动相应地改变模型。可实现虚拟投影雕刻及虚

拟投影塑形。

13.直接在模型上涂色及各种填色方法为模型上色提供了便利。

14.用户可自由扩充的纹理库，库中丰富的纹理资源及实时动态在模型上涂抹三维纹理功

能，为修饰模型提供了便利。

本书共分十一章，各章主要内容如下：

第一章概述部分，简单介绍了虚拟浮雕软件，并讲解了软件中的基本概念，包括矩形网格、层模型、操作模式、高斯分布、限高保低、刷子、拼合方式等

概念。

第二章介绍了模型工具的使用方法，包括新建模型、位图转浮雕、存为位图、图象浮雕等内容。

第三章介绍了橡皮工具的使用方法，包括撤消或重做、擦除或整体擦除、固化修改等命令功能。

第四章介绍了雕塑工具的使用方法，包括堆料、去料、抖动、区域浮雕、颜色浮雕、单线浮雕功能的使用方法。

第五章介绍了几何工具的使用方法，包括扫掠面、直纹面、延伸、融接功能的使用方法

第六章介绍了导动工具的使用方法，包括导动堆料/去料、导动冲压、导动抖动、导动擦除、导动涂色、导动磨光等功能。

第七章介绍了特征工具的使用方法，包括对所选特征进行移动、缩放、旋转、对称、变形以及追加造型、阵列、保存特征的讲解。

第八章介绍了变形工具的使用方法，包括推移、推拉、凸透镜、凹透镜、螺旋、漂移等功能。

第九章介绍了颜色工具的使用方法，包括涂抹颜色、单线填色、种子填色、区域填色、当前颜色等命令。

第十章介绍了效果工具的使用方法，包括磨光、整体磨光、糙化、拼贴画、马赛克、墙砖、过程纹理、印象派、雨中池塘、纹理填充等功能。

第十一章介绍了选项菜单中的几个命令，包括显示方式、限高保低、模型属性等功能。

第一章概述

1.1 简介

去料谓之雕，堆料谓之塑，在电脑三维数字化模型上实施交互式堆/去料等操作之过程谓之虚拟雕塑（Vir tual S culpting）。虚拟雕塑是图形/图象/

曲面系统的有机结合，它利用图形/图象/曲面系统的操作方法，交互式创建，

修改，修饰海量数据的三维几何模型，非常适合构造尺寸要求不严，形状复

杂，二维半的艺术曲面，如图1-1。使用虚拟雕塑完成的作品，可经上色处

理之后存为图象，利用图象输出设备，如喷绘仪等输出，这样得到的图象立

体层次感非常强，呼之欲出；或者可使用快速成型设备或CNC电脑雕刻机

单件或批量地雕刻出来，实现手工与机器的完美结合。

图1-1 模型

1.2 基本概念

1.2.1 矩形网格

按照组成网格曲面的多边形分类，网格曲面可分为如下几类：

虚拟雕塑的对象是一张特殊的矩形网格--由M×N个按顺序水平放置的正方形组成。水平及垂直方向分辨率相同的图象可以转换为一正方形网格。普通网格可以通过艺术曲面中曲面重构功能转化为矩形网格或正方形网格。

1.2.2 雕塑模型

雕塑模型是虚拟雕塑的对象，是一张水平放置的正方形网格曲面。虚拟雕塑环境同时只能存在一个工作雕塑模型及零个或多个参考雕塑模型，工作

雕塑模型及参考雕塑模型之间可相互转换。

初始雕塑模型的创建方法有：

a. 在艺术曲面模块环境中选择一个或多个矩形网格，然后点击屏幕右侧工具条

中虚拟雕塑工具。

b. 进入虚拟雕塑环境，点击模型工具中的新建模型命令。

c. 进入虚拟雕塑环境，点击模型工具中的位图转浮雕命令。